رابطه بین مفهوم مش و اندازه دانه

در انتخاب اندازه دانه و اندازه ذرات پودر فلزات، سرامیک ها، شن، ماسه و … دو مفهوم مش و ابعاد ذرات (عمدتا بر حسب میکرون) و همچنین الک های آزمایشگاهی و صنعتی مطرح میشود که هردو معنی منحصر به فردی دارند. در ادامه به معرفی برخی از اصطلاحات رایج میپردازیم.

مفهوم اندازه مش چیست؟

اصطلاح “مش” برای توصیف اندازه یک ذره استفاده می شود. در برخی موارد، مانند مش اکسید آلومینیوم یا مش کاربید سیلیکون، از یک عدد استفاده می شود. این بدان معنا نیست که هر ذره در آن محصول دقیقاً همان اندازه است، بلکه اندازه مش تقریباً نشانگر میانگین اندازه محدوده ذرات در آن درجه است. در موارد دیگر از دو عدد استفاده می شود. این نشان می دهد که تمام ذرات موجود در آن ماده در محدوده اندازه مش قرار دارند.

میکرون یکی از واحد های اندازه گیری طول است میکرون یا “میکرو متر” (μm)  یک میلیونم متر یا یک بیست و پنج هزارم اینچ است. اکثر گریدهای زیر 325 مش با اندازه میکرون نشان داده می شوند. قطر موی انسان حدود 100 میکرون است.

اندازه مش طبق استاندارد ایالات متحده به عنوان تعداد دهانه (روزنه- سوراخ) ها در یک اینچ مربع از یک صفحه الک تعریف می شود یا مش به تعداد دهانه های صفحه در هر اینچ خطی اشاره دارد. به عنوان مثال، یک صفحه 36 مش 36 دهانه دارد در حالی که یک صفحه 150 مش 150 دهانه خواهد داشت. از آنجایی که اندازه صفحه الک (یک اینچ مربع) ثابت است، هر چه عدد مش بیشتر باشد، دهانه بین سیم ها کوچکتر و ذره ای که از آن عبور می کند کوچکتر می شود. یک موی انسان در دهانه های یک غربال مش 140 جا می شود.

اصطلاحات Mesh و Grit اغلب اشتباه گرفته می شوند. این اصطلاحات را می توان به جای یکدیگر در هنگام اشاره به شن ساینده استفاده کرد. اکسید آلومینیوم 60 مش را نیز می توان به درستی اکسید آلومینیوم 60 گریت نامید. از نظر عملی، شناسایی یک محصول ساینده خاص با عبارت مش 60 معمولاً نشان می دهد که محصول دارای اندازه متوسط دهانه های روی صفحه 60 مش است. عبارت 60 Grit با دقت بیشتری توزیع اندازه ذرات محصول را مشخص می کند، اما تفاوت در اصطلاحات برای اهداف صنعتی ناچیز است.

گاهی اوقات اندازه مش یک محصول با علامت منفی (-) یا مثبت (+) مشخص می شود. این علائم نشان می دهد که ذرات یا همه کوچکتر از (-) یا بزرگتر از (+) اندازه مش هستند. به عنوان مثال، محصولی که به عنوان مش 100- شناخته می شود، تنها حاوی ذراتی است که از صفحه 100 مش عبور می کنند. درجه +100 حاوی ذراتی است که از صفحه 100 مش عبور نمی کنند. هنگامی که یک درجه از محصول با خط تیره یا اسلش مشخص می شود، نشان می دهد که محصول دارای ذرات در دو اندازه مش است. به عنوان مثال، یک گرید 30/70 یا 30-70 فقط دارای ذراتی است که کوچکتر از مش 30 و بزرگتر از 70 مش هستند.

کاهش اندازه ذرات چیست؟

به طور رسمی تر، تعریف کاهش اندازه ذرات، فرآیند میکرونیزه کردن و آسیاب برای ایجاد توزیع اندازه ذرات همگن تراست. این یک گام مهم برای مهندسی مواد است. در ادامه درباره چند نوع مختلف کاهش اندازه ذرات بیشتر بدانید.

خرد کردن

خرد کردن عموماً برای کاهش اندازه ذرات، مانند سنگ‌ها ، به موادی به اندازه شن در نظر گرفته می‌شود. این مورد تقریباً 0 تا 5 مش در نظر گرفته می شود. سنگ شکن های ویلیامز ماشین های مختلفی دارد که می توانند اندازه خرد کردن را مانند سنگ شکن های غلتکی و ضربه ای ما انجام دهند.

سنگ زنی

آسیاب کردن به طور کلی به کاهش اندازه حدود 5 تا 25 مش در نظر گرفته می شود. آسیاب های خشک کن ضربه ای ویلیامز قادر به آسیاب کردن مواد مرطوب و چسبنده مانند خاک رس، سنگ آهک، گچ و سایر کاربردها هستند. آسیاب های خشک کن ضربه ای همچنین می توانند برای افزایش کارایی، به طور همزمان خشک و طبقه بندی شوند.

پودر کردن

پودر کردن به طور کلی به عنوان تبدیل محصول به پودر ریز در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، اگر به زغال سنگ، غلات یا سایر مواد معدنی نیاز دارید که به صورت پودر باشند، آنها را از طریق یک پودر یا آسیاب غلتکی اجرا کنید. پودر کردن معمولاً به صورت مش 25 و بیشتر تعریف می شود.

محاسبه: هیچ فرمول ساده و دقیقی برای تبدیل بین میکرون و مش سیم وجود ندارد زیرا باید تغییر در قطر واقعی مش سیم را در نظر بگیرد.

با این حال، قوانین مفیدی وجود دارد که می تواند به شما تبدیل های تقریبی بدهد:

1) مقدار مش یا میکرون را به 1490 یا15000 تقسیم کنید تا مقدار دیگر را بدست آورید.(این عدد معادل حاصل ضرب مقدار مش در میکرون است) این یک تقریب خوب در یک محدوده مشخص است، مثلاً مش 45 تا 400 .

به عنوان مثال، مش 325 معادل  46 میکرون(46=15000/325). یا100 میکرون= 150 مش.

2) اگر فاصله بین رشته های سیم را می دانید، می توانید از یک روش محاسبه ساده برای یافتن میکرون استفاده کنید.

این روش را برای محاسبه تقریبی میکرون در نظر می گیرند که مش تعداد رشته های سیم در هر اینچ و فاصله بین رشته ها استاندارد “x” اینچ است. اکنون می توانید اینچ را با ضرب در 25400 به میکرون تبدیل کنید.

به عنوان مثال، فرض کنید یک محصول 100 مش داریم، به این معنی که محصول از صفحه ای با 100 سیم در هر اینچ عبور می کند و همچنین می دانید که فاصله سیم ها 0.0059 است در این صورت. : 0.0059 * 25400 = 149.86 بنابراین، اندازه ذرات محصولی که از یک صفحه 100 مش عبور می کند تقریباً 149 میکرون یا کمتر است. این مقادیر تقریبی هستند، زیرا زمانی که تعداد مش ثابت است و قطر سیم تغییر می کند، دیافراگم یا مساحت فواصل خالی مطابق با آن تغییر می کند.

فرمول محاسبه مش در مقابل میکرون:

(قطر سیم + فاصله دو سیم یا دهانه یا روزنه (میلی متر)/ 25.4 میلی متر =تعداد مش

قطر سیم شمارش مش (میلی متر)-(تعداد مش/ 25.4 میلی متر)=فاصله روزنه (میلی متر)

1000/فاصله روزنه (mm)=اندازه قطر میکرونی ذرات عبوری (μm)

اندازه دهانه ها در مورد غربال و الک های مشبک متفاوت است. روابط مختلفی بین مش و میکرون تعریف شده توسط استانداردهای مختلف موجود است. رایج ترین استانداردهای مورد استفاده استاندارد ASTM، استاندارد ISO و استاندارد تایلر می باشد. که در جدول زیر اندازه تقریبی روزنه ها را بر حسب اینچ و میکرون برای اندازه های مختلف مش نشان می دهد. این مقادیر به طور کلی به عنوان ابعاد دقیق پذیرفته می شوند، اما تقریبی هستند، زیرا ضخامت سیم مورد استفاده برای ساخت یک صفحه نمایش خاص، تعداد دهانه ها را در یک اینچ مربع متفاوت می کند. توری سیمی را می توان با مواد مختلف با ضخامت رشته ها یا سیم های مختلف ساخت. هرچه رشته ها ضخیم تر باشند، منافذی که یک ذره می تواند از آن عبور کند کوچکتر است و بالعکس. خود الک هم به صورت مربع، مستطیل و دایره ساخته میشود.

U.S. MESH	B.S.S. MESH	TYLER MESH	I.S.S. MESH	اندازه روزنه های الک یا قطر ذرات عبوری مجاز(میکرون)	اندازه روزنه های الک( میلیمتر)	اندازه روزنه های الک (اینچ)	قطر سیم های الک (میلیمتر)
3	–	–	–	6730	6.73	0.265	1.28-1.90
4	3	4	–	4760	4.76	0.187	1.14-1.68
5	4	5	–	4000	4	0.157	1.0-1.47
6	–	–	–	3350-3360	3.36	0.132	0.87-1.32
7	6	7	280	2812-2830	2.83	0.111	0.80-1.20
8	7	8	–	2360-2380	2.38	0.0937	0.74-1.10
10	8	9	200	2000-2057	2	0.0787	0.68-1.0
12	10	10	170	1680-1700	1.68	0.0661	0.62-0.90
14	12	12	150	1405-1410	1.41	0.0555	0.56-0.80
16	14	14	120	1190-1240	1.19	0.0469	0.50-0.70
18	16	16	100	1000-1003	1	0.0394	0.43-0.62
20	18	20	85	841-850	0.841	0.0331	0.38-0.55
25	22	24	70	707-710	0.707	0.028	0.33-0.48
30	–	–	–	595	0.595	0.0232	0.29-0.42
35	30	32	50	500	0.5	0.0197	0.26-0.37
40	36	35	40	400-420	0.4	0.0165	0.23-0.33
45	44	42	35	354-355	0.354	0.0138	0.20-0.29
50	52	48	30	297-300	0.297	0.0117	0.170-0.235
60	60	60	25	250	0.25	0.0098	0.149-0.220
70	72	65	20	210	0.21	0.0083	0.130-0.187
80	85	80	18	177-180	0.177	0.007	0.114-0.154
100	100	100	15	149-150	0.149	0.0059	0.096-0.125
120	120	115	12	125	0.125	0.0049	0.079-0.103
140	150	150	10	105	0.105	0.0041	0.063-0.087
170	170	170	9	88-90	0.088	0.0035	0.054-0.073
200	200	200	8	74-75	0.074	0.0029	0.045-0.061
230	240	250	6	63	0.063	0.0024	0.039-0.052
270	300	270	5	53	0.053	0.0021	0.035-0.046
325	325	325	4	44-45	0.044	0.0017	0.031-0.040
400	400	400	–	37-38	0.037	0.0015	0.023-0.035
425	425	425	–	32	–	–	NA
500 or 550	500	500	–	25	0.025	0.0009	NA
625	625	625	–	20	0.02		NA
800	800	800	–	15	0.015	0.0006	NA
1250	1250	1250	–	10	0.01	0.0004	NA
2500 or 3000	2500	2500	–	5	0.005	0.0002	NA
15000				1	0.001	0.00004	NA

استانداردهای غربالگری

مشخصات ASTM و ISO الزاماتی را برای قطر سیم، اندازه دهانه و سایر ویژگی های غربال های آزمایشی تعیین می کند:

     ASTM E11 الزامات فنی را برای اندازه های استاندارد، جایگزین و تکمیلی بافت الک سیمی، ساخت الک، اندازه قاب و بازرسی الک از 125 میلی متر تا 20 میکرومتر (5.0 تا شماره 635) مشخص می کند. AASHTO M 92 که پس از سال 2010 متوقف شد، معادل استاندارد E11 بود و از همان ابعاد و تلرانس ها استفاده می کرد.

     ISO 565 ابعاد نامی دهانه الک های سیمی بافته را برای اندازه های اصلی و تکمیلی از 125 میلی متر تا 20 میکرومتر تعیین می کند.

     ISO 3310-1 تلورانس ها و انحرافات استاندارد مجاز برای قطر سیم و دهانه غربال های اصلی و تکمیلی را مشخص می کند. این استاندارد همچنین الزامات مربوط به انواع قاب و اندازه های الک را فهرست می کند.

علاوه بر این استانداردها که غربال‌های آزمایشی را توصیف می‌کنند، روش‌های آزمایشی بسیاری از ASTM و سایر سازمان‌های مرتبط با صنعت منتشر شده‌اند که روش‌هایی را برای تجزیه و تحلیل غربال اندازه ذرات مواد خاص مشخص می‌کنند. چند نمونه عبارتند از:

•      ASTM C33 برای سنگدانه های بتنی
•      ASTM D6913 برای خاک
•      ASTM B214 برای فلزات پودری
•      USP32-NF27 (786) برای محصولات دارویی

اگرچه همه غربال‌های فولادی ضد زنگ دوام بیشتری دارند و اغلب ارزان‌تر هستند، اما غربال‌های تمام برنجی همچنان در برخی کاربردها، مانند مواردی که نیاز به تجهیزات بدون جرقه دارند، مفید هستند.

اندازه غربال های ایالات متحده و متریک تفاوت چندانی ندارند. در نتیجه تلاش‌ها برای هماهنگ‌سازی استانداردها، مشخصات غربال‌های ASTM و ISO و تلرانس‌ها در حال حاضر بسیار مشابه و در بسیاری از موارد یکسان است. هر دو استاندارد شامل الزامات خاصی برای ابعاد دیافراگم، اندازه مش و تغییرات آماری هستند. به عنوان مثال، یک غربال آزمایشی ASTM 3/8 اینچی و یک غربال ISO 9.5 میلی‌متری دارای اندازه دهانه، قطر سیم و تحمل اندازه‌گیری یکسان هستند و می‌توانند به جای یکدیگر استفاده شوند.

منابع:

https://www.bettersizeinstruments.com/learn/bettersize-wiki/what-is-the-relationship-between-mesh-and-micron/

https://www.kramerindustriesonline.com/resources/mesh-size/#1690202118813-de85c14b-8d70